1 - Contrôle d’un doigt humanoïde robotisé

Projet de recherches présenté par le Dr. Marc Maier
INSERM U742 Université Pierre et marie Curie, Paris

La perte de la fonctionnalité du membre supérieur, et en particulier de la main, entraîne un handicap majeur, cependant, l’utilisation d’une prothèse fonctionnelle reste très minoritaire.

Ce projet a pour but d’augmenter la dextérité d’une prothèse de la main et de faciliter son contrôle. La première étape est de démontrer que les mouvements d’un seul doigt artificiel peuvent être contrôlés par des signaux intra-cérébraux. Ce projet ne cible donc pas une application clinique directe ou un bénéficiaire. Il s’agit de montrer qu’un seul doigt peut potentiellement être contrôlé par une interface cerveau machine. Actuellement, les interfaces cerveau machine invasives (donc essentiellement développées et appliquées chez le singe, qui reste le seul modèle animal pour la dextérité manuelle et son contrôle neuronal) ont été ciblées pour le bras.

En revanche, le contrôle de la main et des doigts par une telle interface n’a pas été montré à ce jour. Cette démonstration sera faite à l’aide d’un doigt humanoïde, robotique, activé par des muscles artificiels pneumatiques, arrangés en paires antagonistes comme dans la main humaine. Le but est d’utiliser des signaux intra-cérébraux (obtenus chez le singe et disponibles dans le laboratoire) pour répliquer avec le doigt artificiel les mouvements du doigt du singe. Cela sera fait avec des données préenregistrées. En réussissant à reconstituer les mouvements à partir de ces signaux, le chercheur espère généraliser ce contrôle à plusieurs doigts pour atteindre une dextérité plus importante, suffisante éventuellement pour la manipulation des objets, fonction manuelle si important dans notre vie quotidienne.

Une aide de 60.000 euros sur 2 ans a été attribuée pour la réalisation de ce projet.




2 - La neurostimulation adaptative : une nouvelle piste thérapeutique dans l’épilepsie

Projet de recherches proposé par le Dr. Olivier David
INSERM U836 Institut des Neurosciences Grenoble

L’épilepsie concerne 500.000 patients en France et 10% des patients restent à ce jour confrontés à une épilepsie résistante aux médicaments et à la chirurgie. La neurostimulation représente l’espoir d’une nouvelle approche thérapeutique dans les prochaines années. Cette méthode consiste à stimuler électriquement le cerveau de façon à limiter la survenue ou la propagation des crises épileptiques.

L’objectif poursuivi ici est de mettre au point des implants neuronaux composés de circuits électroniques pour le contrôle de certains types d’épilepsie par neurostimulation. Aujourd’hui, des travaux chez le rongeur à l’Inserm U836 sont menés en collaboration avec l’équipe du Dr. Régis Guillemaud du CEA-Leti-Minatec, un laboratoire grenoblois mondialement reconnu en nanotechnologies. Ces travaux à l’interface cerveau-machine permettent de comprendre les mécanismes de la neuromodulation pour l’épilepsie avant d’effectuer un transfert chez le patient. A moyen terme, il est aussi envisagé d’ouvrir ce programme de recherche à d’autres pathologies, comme les maladies psychiatriques.

Une aide de 60.000 euros sur 2 ans a été attribuée pour la réalisation de ce projet.



3 - Les rétines artificielles

Projet de recherches présenté par le Dr. Serge Picaud
Institut de la Vision, Paris

La perte des photorécepteurs conduit à la cécité dans des pathologies comme la dégénérescence maculaire liée à l’âge ou la rétinopathie pigmentaire. Cependant, des cellules nerveuses en communication avec le cerveau sont toujours présentes dans l’œil. Des études cliniques récentes ont montré que la stimulation électrique de ces cellules nerveuses résiduelles permettait de recréer des images visuelles voire reconnaître des objets connus contrastés (assiette, tasse, couteau). Cette vision demeure limitée car les prothèses utilisées n’avaient que 16 points de stimulation. Les nouvelles prothèses contiennent actuellement 60 points de stimulation. Pour obtenir une vision permettant la lecture ou la locomotion autonome, des études psychophysiques ont montré qu’il faudrait 600 points de stimulation, un nombre requérant un véritable saut technologique.

L’objectif de notre projet est de développer une nouvelle génération de prothèses rétiniennes permettant d’atteindre cet objectif de 600 pixels. L’enjeu se trouve au niveau de l’interface tissu/implant pour permettre d’induire des stimulations suffisamment localisées pour que chaque pixel stimule une zone indépendante de celle de son voisin. C’est pourquoi nous développons avec nos collaborateurs de l’ESIEE, du CEA et du CNIC des électrodes dont la zone de stimulation spatiale est plus limitée, et contenant des matériaux biocompatibles comme le diamant.

Ce projet de prothèses rétiniennes pourrait permettre aux aveugles de retrouver une certaine autonomie mais plus généralement il devrait accélérer le développement de nouvelle génération d’électrodes pour les neuroprothèses.

Une aide de 110.400 euros sur 2 ans a été attribuée pour la réalisation de ce projet.